package com.daji.base_data_structure.LinkedList;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;

public class LinkList<T> implements Iterable<T>{

    //TODO 这个链表结构有坑。头结点刚刚初始化的时候是null

    //记录头结点
    private Node head;
    //记录链表的长度
    private int N;



    //结点类
    private class Node {
        //存储数据
        T item;
        //下一个结点
        Node next;

        public Node(T item, Node next) {
            this.item = item;
            this.next = next;
        }
        public Node() {
            this.item = null;
            this.next = null;
        }
    }

    public LinkList() {
        //初始化头结点、
        this.head = new Node(null,null);
        //初始化元素个数
        this.N=0;
    }

    //清空链表
    public void clear() {
        head.next=null;
        this.N=0;
    }

    //获取链表的长度
    public int length() {
        return N;
    }

    //判断链表是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return N==0;
    }

    //获取指定位置i出的元素值
    public T get(int i) {

        //通过循环,从头结点开始往后找，依次找i次，就可以找到对应的元素
        Node n = head.next;
        for(int index=0;index<i;index++){
            n=n.next;
        }

        return n.item;
    }

    //获取指定位置i出的元素，只不过这里获取的是结点
    private Node getNode(int i) {

        //通过循环,从头结点开始往后找，依次找i次，就可以找到对应的元素
        Node n = head.next;
        for(int index=0;index<i;index++){
            n=n.next;
        }

        return n;
    }

    //向链表中添加元素t
    public void insert(T t) {
        //找到当前最后一个结点

        Node n = head;
        while(n.next!=null){
            n=n.next;
        }


        //创建新结点，保存元素t
        Node newNode = new Node(t, null);
        //让当前最后一个结点指向新结点
        n.next=newNode;
        //元素的个数+1
        N++;
    }

    //向指定位置i出，添加元素t
    public void insert(int i, T t) {
        //找到i位置前一个结点
        Node pre = head;
        for(int index=0;index<=i-1;index++){
            pre=pre.next;
        }

        //找到i位置的结点
        Node curr = pre.next;
        //创建新结点，并且新结点需要指向原来i位置的结点
        Node newNode = new Node(t, curr);
        //原来i位置的前一个节点指向新结点即可
        pre.next=newNode;
        //元素的个数+1
        N++;
    }

    //删除指定位置i处的元素，并返回被删除的元素
    public T remove(int i) {
        //找到i位置的前一个节点
        Node pre = head;
        for(int index=0;index<=i-1;i++){
            pre=pre.next;
        }
        //要找到i位置的结点
        Node curr = pre.next;
        //找到i位置的下一个结点
        Node nextNode = curr.next;
        //前一个结点指向下一个结点
        pre.next=nextNode;
        //元素个数-1
        N--;
        return curr.item;
    }

    //查找元素t在链表中第一次出现的位置
    public int indexOf(T t) {
        //从头结点开始，依次找到每一个结点，取出item，和t比较，如果相同，就找到了
        Node n = head;
        for(int i=0;n.next!=null;i++){
            n=n.next;
            if (n.item.equals(t)){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }


    @Override
    public Iterator<T> iterator() {
        return new LIterator();
    }

    private class LIterator implements Iterator{
        private Node n;
        public LIterator(){
            this.n=head;
        }

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return n.next!=null;
        }

        @Override
        public Object next() {
            n = n.next;
            return n.item;
        }
    }

    //用来反转整个链表
    public void reverse(){

        //判断当前链表是否为空链表，如果是空链表，则结束运行，如果不是，则调用重载的reverse方法完成反转
        if (isEmpty() && this.N == 1){
            return;
        }
        Node incoming = head.next;
        reverse(incoming);
    }


    //反转指定的结点curr，并把反转后的结点返回
    public Node reverse(Node curr){
        if (curr.next==null){
            head.next=curr;
            return curr;
        }
        //递归的反转当前结点curr的下一个结点；返回值就是链表反转后，当前结点的上一个结点
        Node last = reverse(curr.next);
        //让返回的结点的下一个结点变为当前结点curr；
        last.next=curr;
        //把当前结点的下一个结点变为null
        curr.next=null;
        return curr;
    }


    /**
     * 快慢指针法求链表的中间元素
     * @return 中间元素的值
     */
    public T getMid() {
        if(head.next == null){
            return null;
        }
        Node slowPointer = head.next;
        Node fastPointer = head.next;
        while(fastPointer != null && fastPointer.next != null) {
            //快指针步进2
            fastPointer = fastPointer.next.next;
            //慢指针步进1
            slowPointer = slowPointer.next;
            
        }
        return slowPointer.item;

    }

    /**
     * 改变链表某个指针的指向,传入两个参数是将要改变目标节点的下标，和想要被指向节点的下标
     * e.g: 传入参数7,3   意思就是将第7个节点的next指针指向第3个节点。
     * @param i 目标节点的下标
     * @param j 被指向节点的下标
     */
    public void changePointer(int i, int j) {
        Node target = this.getNode(i);
        Node pointed = this.getNode(j);
        target.next = pointed;
    }

    /**
     * 快慢指针法求得链表是否带环
     * 原理是：使用快慢指针的思想，还是把链表比作一条跑道，链表中有环，那么这条跑道就是一条圆环跑道，在一条圆环跑道
     * 中，两个人有速度差，那么迟早两个人会相遇，只要相遇那么就说明有环。
     * 其实就是跑步中的”套圈“
     * @return 返回该链表是否带环，true or false
     */
    public boolean isCircle() {
        Node slowPointer = head.next;
        Node fastPointer = head.next;
        while (fastPointer != null && fastPointer.next != null) {
            //快指针步进2
            fastPointer = fastPointer.next.next;
            //慢指针步进1
            slowPointer = slowPointer.next;
            //快慢指针相遇，说明是有环的
            if(fastPointer == slowPointer){
                return true;
            }
        }
        //历经while循环，发现有指针为空，说明到头了，不是有环链表
        return false;
    }

    

}